[发明专利]一种基于液压气动驱动的仿生变体飞行器头锥装置

说明书

本发明提供一种基于液压气动驱动的仿生变体飞行器头锥设计,用以解决现有头锥设计下机构繁琐、变形复杂，以及展开的可靠性低的问题。本头锥设计有五个相邻的环节，各环节之间由相应的变形机构和连接结构相连接。变形机构由两大部分构成：平行菱形伸缩机构和可变长杆弯曲机构，平行菱形伸缩机构采用双排杆件。其中，平行菱形伸缩机构与可变长杆弯曲机构通过活动板连接。此装置的具体位置可以在驱动源的作用下被唯一确定，且机构简单、变形容易，展开的可靠性高，方便的实现了头锥的弯曲与伸缩运动，在变体飞行器设计与航空航天领域有着重要的参考意义。

技术领域

本发明涉及变体飞行器设计和航空航天技术领域，特别是涉及一种基于液压气动驱动的仿生变体飞行器头锥装置。

背景技术

随着经济和社会的发展，飞行器的应用越来越普及。变体飞行器是指在飞行过程中可以改变飞行形状的飞行器，最初源于仿生学设计领域。由于飞行器在国防军事领域有着至关重要的作用，变体飞行器得到了很好的研究和发展，现有的变体飞行器主要设计方案为可变展长翼飞行器、可变后掠翼飞行器、变弦长翼飞行器、扭转翼飞行器、展向弯曲翼飞行器和变化翼型飞行器。然而，现有技术中的变体飞行器方案设计大多都针对飞行器的机翼变化，针对头锥变化的变体设计方案少之又少，且现有技术中已有的头锥设计均存在有机构繁琐、变形复杂，以及展开的可靠性低的问题或缺陷。

因此，急需一种基于液压气动驱动的仿生变体飞行器头锥装置可以克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的上述技术问题，结合对于蜜蜂腹部变形的研究，提出一种基于液压气动驱动的仿生变体飞行器头锥装置。该装置包含多节表面头锥环节、变形机构和连接结构，能够实现变体飞行器飞行过程中头锥的伸缩与弯曲运动，具有机构简单、变形容易以及展开的可靠性高的优点。

为实现上述目的，本发明提供一种基于液压气动驱动的仿生变体飞行器头锥装置，其包括：表面头锥环节、平行菱形伸缩机构、可变长杆弯曲机构和连接结构；

所述表面头锥环节共分为五节，五节所述表面头锥环节均为仿蜜蜂腹部的表面头锥环节；第一节表面头锥环节作为前方，其直径最大；第五节表面头锥环节作为后方，其同时作为锥顶外壳，以形成所述飞行器头锥装置的锥顶；第二节表面头锥环节、第三节表面头锥环节和第四节表面头锥环节沿自前向后的方向顺序布置，所述自前向后方向顺序布置的五节所述表面头锥环节各自的直径依次递减；相邻的各所述表面头锥环节之间均由平行菱形伸缩机构、可变长杆弯曲机构和连接结构相互连接，组成所述飞行器头锥整体；

所述平行菱形伸缩机构包括2组双排的杆件和液压装置连接机构，所述平行菱形伸缩机构一端连接上一节所述表面头锥环节上一体成形的固定板，另一端连接活动板；2组双排的所述杆件呈菱形形状设置，通过2组双排的所述杆件带动活动板相对上一节所述表面头锥环节发生平行移动；所述液压装置连接机构采用液压驱动，用于带动2组双排的所述杆件的伸缩；

所述可变长杆弯曲机构包括气动装置连接机构、2组弯曲机构的铰接架和销轴，所述可变长杆弯曲机构一端连接所述活动板，另一端连接下一节所述表面头锥环节上一体成形的固定板；通过2组弯曲机构的铰接架和销轴使得活动板和下一节表面头锥环节发生相对转动；所述气动装置连接机构采用气动驱动，用于带动活动板和下一节表面头锥环节发生相对转动；

所述连接结构包括防压溃板、铰接架和销轴，所述铰接架连接所述防压溃板，所述防压溃板连接所述固定板，所述固定板与上一节所述表面头锥环节一体成形，所述平行菱形伸缩机构的一端通过所述销轴可枢转的连接所述铰接架。